吸附剂型回热器热声热机

介绍了回热器热声制冷机理及发展简况,并对回热器填料为金属网格和吸附剂两种材料的热声特性作了对比,给出强化吸附剂型回热器热声特性的方法,并提出吸附剂型回热器热声制冷机更应能广泛适用于低温热源,无运动部件,清洁制冷的建议。     

热声制冷机回热器的现状及展望

概括介绍了目前热声热机常用热声研究理论及常见类型的热声回热器。重点综述了目前常用回热器研究理论及实验研究进展,针对不同种类回热器进行简单分析对比。基于热声回热器发展的现状对回热器今后研究发展趋势进行了展望。     

热声热机核心部件——回热器

回热器是热声热机热声转换的核心部件。介绍了目前常用回热器种类,回顾了国内外对回热器的研究进展,重点介绍了回热器内部的能量流动情况,并对回热器研究今后的发展趋势进行了展望。     

热声回热器自激振荡特性的研究

从热动力学理论出发,定量地证明回热器的自激振荡特性为负阻尼振荡。回热器是热机系统的热声源,从外热源吸收热能补偿热机系统的能量耗散,维持系统的热声振荡。对不同的回热器填料进行比较,为回热器的填料选择提供了理论依据。     

热声回热器内声场数值模拟研究

对热声系统板叠及其附近流域进行了声场、流场特性的数值模拟研究。通过不同计算方法的对比,网格独立性验证等确定了误差最小的二维可压缩湍流模型。模拟结果分析了典型工况下热声回热器内部的压流分布特点,观察了板叠末端涡结构的周期性,并且对比了不同周期下涡结构的变化。结果表明,在压力场达到稳定后,由于流场的粘性,使得回热器内速度场的稳定具有滞后性,两者的稳定并不同步。     

行波热声发动机中平板与丝网回热器的对比实验研究

制作出了一个平板回热器,将其置入行波热声发动机中与丝网回热器进行对比实验研究.实验结果表明,平板回热器能够有效提高行波热声发动机的输出声功,但是其热效率有所降低.     

热声热机回热器特性参数影响的模拟分析及优化

本文对回热器的长度、水力半径或板叠间隙、回热器在驻波声场中的位置等回热器特性参数对其性能的影响进行了模拟分析,并在此基础上对回热器或板叠特性参数进行了优化。     

板叠式回热器的特征频率

提出回热器特征频率的概念,以热声器件的热动力学理论为基础,建立起热声回热器的分布参数网络模型,以实例分析并用Matlab编程计算回热器不同工质下的特征频率,得出了单一He气和He、Ar混合气体下回热器的特征频率分别为565 rad/s和1 300 rad/s以及回热器的阻抗特性和不同工作压力对回热器阻抗影响的关系图.通过计算分析以便为回热器与系统更好地匹配,以及为回热器热声转换效率的提高提供依据.     

热声系统中的回热器声学特性的理论及实验研究

设计并建造了一台声驱动的热声装置,用于研究回热器的声学特性.从理论上利用相关谱分析方法(包括自相关谱与互相关谱),得到热声系统中回热器的声反射系数,复声阻抗,传播损失和回热器处的入射波与反射波相位差.并通过实验测得的压力信号分析回热器的声学特性.分析比较换热器及不同加热功率的情况下,对回热器声学特性的影响,结论有利于进一步辨识回热器模型中的未知参数.     

微型热声斯特林制冷机填料多孔频率研究

介绍了通过直接测量微型热声斯特林制冷机(MMTASR)填料等效流阻进而辨识MMTASR回热器的特征频率的办法.测量结果与实际的MMTASR系统的流放大因子和传送损失系数的最优频率范围进行了对比.结果显示一定结构的回热器填料的特征频率与系统的最优频率范围吻合较好,因此这种填料特征频率的辨识方法可以应用于实际MMTASR系统回热器填料的生产过程中的质量控制.     

回热器参数对热声发动机性能影响的理论及实验研究

针对本实验室的行波热声发动机系统,研究了回热器对系统的重要作用.利用建立在线性热声理论基础上的模块化程序预测了不同回热器下系统的工作性能,并结合实验进一步分析比较了不同回热器对系统性能的影响.实验结果表明,低目数丝网填充的回热器更容易使系统起振,同时,起振温度随着工作压力的增加而降低;相同的输入功率和充气压力下,压比和加热块温度都随着目数的增大而升高;相同输入功率和目数下,压比和加热块温度随充气压力的增大而降低;丝网目数对系统频率的影响很小.     

回热器参数与热声系统动态特性的实验研究

利用沿轴向均匀布置在回热器内部的4个温度传感器,采集了不同工况条件下的回热器内部温度,并在现有的渗透深度等回热器参数模型和实验获得的系统谐振频率的基础上,计算了回热器的相关参数,进而分析了这些参数的变化规律,验证了热声系统谐振模态的动态演化过程.     

驻波热声制冷机分层回热器的特性研究

针对驻波制冷机回热器的7种分层方式进行研究,并通过DeltaEC计算驻波制冷机的声场分布、热流分布和相位差分布、最低制冷温度,以及制冷量与COP的特性规律。计算结果表明:随着制冷温度的降低,通过回热器的分层相应增大回热器的孔隙率,有利于改善流动损失,有效降低制冷温度,提高制冷效率。回热器的分层可以为热声制冷机性能的优化提供一种有效的手段。     

热声制冷机网络模型中回热器H矩阵参数的测量

对热声系统的网络模型中回热器H矩阵的参数进行了分析,提出了一种H矩阵参数的测量方法。通过实验对简单圆管的无源网络进行测量,与模拟值有较好的吻合,证明实验系统是可靠的。在改变压力和频率的条件下对有源的热声制冷机回热器进行了测量和分析,模拟的结果与测量值基本上一致,流放大系数与模拟的结果偏差较大。说明热声系统是复杂的非线性系统,在线性假设前提下的热声网络模型的模拟结果会存在一定的偏差,尤其在大振幅条件下需要对网络参数进行测量和辨识,通过对网络参数的修正提高模拟的准确性。     

应用于热声机械的声波平面传递装置

应用于热声机械的声波平面传递装置,由柔性部分和刚性片部分组成.通过引入柔性结构,将传递声波所必需的弹性部分和惯性部分分开,实现刚性片的平面运动,从而达到声波的平面传递.依据弹性部分的不同形式,声波平面传递装置有3种形式:弹性膜型、折环型和弹性环型.将这种装置应用于热声机械中,可以大大改善热声系统中声波传递的性能,拓展热...     

斯特林热声发动机的直流研究

具有环路的斯特林热声发动机引入了反馈回路,实现了行波相位的热声转换,获得了较高的热声转换效率.然而,环路的拓扑结构使得声场中直流的产生成为可能,直流的出现将严重制约热声发动机的性能.本文以温度和压力测量作为重要实验手段,研究直流与热声发动机温度分布、压比、热声转化效率之间的关系,考察了直流抑制前后系统的性能,指出有效抑制直流能大幅度提高热声发动机的性能.     

环路声学共振多级行波热声发动机的机理研究

针对环路声学共振多级行波热声发动机的工作机理进行了研究,重点分析了环路声学共振4级行波热声发动机无负载工作情况,并比较了环路声学共振4级、8级、16级行波热声发动机的工作性能。计算结果表明,这一行波热声发动机具有较好的声场分布并通过增大回热器横截面积有效降低了回热器内的粘性流动损失。增加环路声学共振多级行波热声发动机的级数仍能获得较为理想的工作性能,并能够增加整机产生净声功率,降低谐振管消耗声功率的比例,相对传统带驻波谐振管的行波热声发动机更为紧凑。     

微型热声制冷机的试验研究

研制了一种复合结构的PZT声驱动器,谐振管结构中加入了渐缩锥管后空管谐振试验的结果表明该驱动器所能产生的声压超过了目前已经报道的同频率范围的热声制冷机.在此基础上研制的微型热声制冷机在运行频率2.2 KHz时,平均压力从0.5 MPa到2.1 MPa之间进行了一系列的工况试验,得到了最大温降12.3 ℃,最大温差31 ℃,均达到同类机型目前报道的最佳性能.在此基础上提出了工程化应用的进一步改进方向.